2023学年完整公开课版电流和电源

前言：

前面我们学过了静电场——静止的电荷产生的电场。以及电荷在电场中的受力情况以及能量情况。同时：我们也了解到一些和“电流”有关的问题。下面我们一起来回忆一下：Ｒ1、电容器充放电过程中，温故而知新在导线中产生的短暂电流4、正负电荷相连后……2、电闪雷鸣我们看到耀眼的强光，说明存在着强烈而短暂的电流。3、手电筒的灯泡持续发光，说明此时存在一个持续的电流。导体两端存在电势差。

1、电流的产生的条件：一、电流和电源-BA-A++++++++_B_______以上三种情况产生了电流，这个电流有一个共同点：（1）短暂。（2）u↓→I↓，最后电势相等，成为等势体，u=0→I=0这是我们今天要学习的电流和电源。通过刚才的研究：同学们总结一下，电流的形成需要哪些条件？注意电荷的热运动无处不在，但是无规则的热运动不能形成电流。等势体两级间稳定的电压使电荷在电场中受力最终达到动态平衡（动力阻力相等）电荷在导线中动态平衡达到稳定电场分布稳定倘若在A,B之间连接一个装置,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电压U。-++++++++________-e区别恒定电场：由稳定分布的电荷产生的稳定的电场叫恒定电场。静电场：由静止的电荷产生的产生的电场叫静电场。恒定电场AB两者性质相同，任何位置的E保持不变，电学量关系完全一样。两级间稳定的电压使电荷在电场中受力最终达到动态平衡（动力阻力相等）电荷在导线中动态平衡达到稳定电场分布稳定倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电压U。-++++++++________-e恒定电场AB2、持续电流的形成：产生大小方向都不变的恒定电流。从而保持恒定电流。电源所有的这一切源于？-A++++++++_B_______电源BA水池抽水机电源的作用？能量的转换？电源-A++++++++_B_______电源→在导线中形成“恒定电场”→在导线中产生恒定电流。能把自由电子从正极搬到负极的装置。→稳定的电势差（电压）正极负极接下来我们一起来看看恒定电场的形成--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFt导线中的恒定电场假设在电源正、负极之间连一根导线。--+A+++++++___B_____P导线中的恒定电场MNE0FFnFtMNE0E0E′

MNE导线内很快形成沿导线方向的电场。导线内的电场线保持和导线平行光速形成电源-A++++++++_B_______电源→在导线中形成“恒定电场”→在导线中定向移动产生恒定电流。能把自由电子从正极搬到负极的装置。→稳定的电势差（电压）正极负极不管导线何种形状，导线内电场均沿导线方向。电流的大小由什么物理量来衡量？恒定电流：大小方向都不随时间变化。3、电流的强弱：电流的强弱用“电流”这个物理量来表示。用单位时间内通过导体某横截面的电荷量的比值来计算。“I”

电流计算：安培，简称安，符号是A电流单位：1mA=1×10-3A1μA=1×10-6A电流方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷移动的方向与电流相反。电流测量：电流表标示性？双向标量7个基本单位之一（1）电流为标量，电流虽有方向但为标量

（2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。说明：

金属：电解液：自由电子导电正负离子导电【例】下列说法不正确的是（）A.金属导体导电，只是自由电子做定向移动B.电解液导电，正负离子都做定向移动、C.气体导电，一定只有正离子做定向移动D.气体导电，正负离子和自由电子都做定向移动课堂例题C气体导电比较复杂，其自由电荷既有自由电子又有电离产生的正负离子【例1】某电解池，如果在2s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？方向如何判断？q=(5.0

×

1018

×

2+5.0

×

1018

×

1)

×

1.6

×

10-19=2.4C课堂例题=2.4/2=1.2A方向与正电荷定向移动方向相同【例2】现代生活离不开电池，电子表、照相机、移动电话、等，都需要配备各式各样的电源，关于电源一下说法正确的是（）A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断搬运到正极，从而保持两级间有稳定的电势差B.电源的作用就是将其它形式的能转化为电能C.只要电路有电源，电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量课堂例题B【例3】关于导体内电场，下列说法正确的是（）A.导线内的电场线可以与导线相交B.导线内的电场E是由电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加的结果C.导线侧面堆积电荷的分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D.导线内的电场是静电场的一种课堂例题B【例4】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？课堂例题若电子运动速度加快，电流如何变化？【例4】有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.62×1023mol-1，电子的电量e=-1.6×10-19C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。假设每个铜原子贡献一个电子解：设自由电子定向移动的速率是v，研究时间t通过横截面的电荷量是：由：得：从中解出代入数值后得v=7.5×10-5m/svtvsvv=7.5×10-5m/ssv教室的电线多长？计算闭合开关之后，多久灯泡开始发光？灯泡过久发光？约5m约105s约30h事实呢？如何解释？区别三种速度（1）闭合开关后，导线中将以光速形成电场。（2）所有电荷以v的速率开始定向移动。其大小与电流有关.（3）任何时候：电荷都在自己的平衡位置附近做无规则的热运动。其大小与温度有关108m/s10-5m/s105m/saA灯泡过久发光？通电后，导线内瞬间形成电场，同时导体各处自由电子同时开始在很大的热运动的基础上附加一个很小的定向移动的速率。所以电流的传导速度非常快。光速。-------AB4、电流的宏观和微观表达式区别：宏观上：微观上：I=e·n·vtst=nsvevts某金属单位体积内的电子数。定义式微观决定式存在什么正反比的关系？课堂例题【例5】一段粗细均匀的金属导体的横截面积为S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，则自由电子定向移动的速率为

。I=Qtn·vt·et==nveI/ne_时间t内流过的总电荷量。Q=n总